如何進(jìn)一步提升高強(qiáng)度鋼的超高周疲勞(VHCF)性能以更好地滿足構(gòu)件長(zhǎng)壽命化安全服役的需要是近年來(lái)鋼鐵材料工作者面臨的新挑戰(zhàn)。本論文在自然科學(xué)基金項(xiàng)目“貝/馬復(fù)相高強(qiáng)鋼超高周疲勞行為及非夾雜起裂機(jī)理的研究”支持下,探究了提升系列貝氏體/馬氏體(B/M)復(fù)相鋼的超高周疲勞性能的方法,實(shí)驗(yàn)分析了B/M復(fù)相高強(qiáng)鋼的超高周疲勞裂紋萌生機(jī)理,尤其是內(nèi)部非夾雜起裂的裂紋萌生微觀機(jī)理;同時(shí)研究了鈮微合金化及淬火-配分(Q&P)熱處理工藝對(duì)貝/馬復(fù)相鋼微觀組織及強(qiáng)韌性的影響。本論文設(shè)計(jì)并制備了4種不同化學(xué)成分的B/M復(fù)相鋼,采用電渣重熔等純凈化處理,Nb-微合金化處理和先進(jìn)的熱處理(Q&P、BQ&T)工藝,降低鋼中最大夾雜物尺寸,細(xì)化了鋼的組織,增加了納米級(jí)膜狀殘留奧氏體的含量,最終得到10多種不同組織類型的高強(qiáng)鋼,然后分別對(duì)其進(jìn)行超聲波疲勞試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Nb-微合金化鋼和經(jīng)Q&P工藝處理的鋼軌鋼的疲強(qiáng)比(疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度)均達(dá)到0.55,高于目前文獻(xiàn)報(bào)道的其他高強(qiáng)鋼。同時(shí),本文分析了各因素對(duì)高強(qiáng)鋼超高周疲勞強(qiáng)度提升的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),在超高周次疲勞加載過(guò)程中,相比其...

【文章頁(yè)數(shù)】：136 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 材料的疲勞研究
    1.3 超高周疲勞的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超高周疲勞的主要特征
        1.3.2 超高周疲勞失效機(jī)理研究
    1.4 鋼鐵材料的超高周疲勞
        1.4.1 夾雜物對(duì)超高周疲勞的影響
        1.4.2 超高周疲勞起裂機(jī)理的研究
    1.5 貝氏體高強(qiáng)鋼的疲勞研究
        1.5.1 貝氏體高強(qiáng)鋼
        1.5.2 貝氏體鋼疲勞研究
    1.6 本文的研究思路與內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 超聲波疲勞實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 微觀組織觀察及殘留奧氏體的測(cè)量
        2.2.3 常規(guī)力學(xué)性能檢測(cè)
        2.2.4 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)
        2.2.5 CCT曲線測(cè)定
        2.2.6 EBSD樣品制備
        2.2.7 夾雜物等級(jí)評(píng)定
第3章 Mn-Si-Cr系B/M復(fù)相鋼組織調(diào)控與性能
    3.1 Nb-微合金化對(duì)B/M復(fù)相鋼組織與性能的影響
        3.1.1 Nb對(duì)B/M復(fù)相鋼相變溫度的影響
        3.1.2 Nb-微合金化B/M復(fù)相鋼組織和性能
    3.2 淬火-分配（Q&P）工藝在B/M復(fù)相鋼中的應(yīng)用
    3.3 鋼軌鋼的組織與性能
        3.3.1 鋼軌鋼的相變特征
        3.3.2 不同熱處理工藝下鋼軌鋼的力學(xué)性能和顯微組織
        3.3.3 鋼軌鋼的相變熱力學(xué)分析
        3.3.4 顯微組織的表征
    3.4 本章小結(jié)
第4章B/M復(fù)相鋼超高周疲勞性能提升及其機(jī)理
    4.1 純凈化對(duì)提高超高周疲勞性能的作用
    4.2 Nb-微合金化對(duì)超高周疲勞性能的影響
        4.2.1 Nb-微合金化鋼的超高周疲勞性能
        4.2.2 Nb的作用
    4.3 微觀組織對(duì)超高周疲勞性能的影響
        4.3.1 不同組織形態(tài)的 3
        4.3.2 鈮微合金化鋼組織因素對(duì)疲勞性能的影響
    4.4 殘留奧氏體對(duì)超高周疲勞性能的影響
        4.4.1 BQ&P鋼的疲勞性能
        4.4.2 BQ&P鋼的疲勞斷口
        4.4.3 殘留奧氏體對(duì)超高周疲勞性能的影響
        4.4.4 貝/馬復(fù)相高強(qiáng)鋼臨界夾雜物尺寸的分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章B/M復(fù)相鋼超高周疲勞起裂機(jī)理
    5.1 超高周疲勞非夾雜起裂機(jī)理
        5.1.1 非夾雜起裂斷口形貌
        5.1.2 非夾雜起裂的GBF區(qū)
        5.1.3 非夾雜起裂的裂紋形核過(guò)程
    5.2 非夾雜起裂模型
    5.3 夾雜物起裂的研究
    5.4 競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制
    5.5 本章小結(jié)
第6章B/M高強(qiáng)鋼疲勞裂紋擴(kuò)展行為及機(jī)理
    6.1 鋼軌鋼的裂紋擴(kuò)展行為
        6.1.1 裂紋擴(kuò)展速率與疲勞門檻值
        6.1.2 裂紋擴(kuò)展路徑
        6.1.3 疲勞擴(kuò)展區(qū)形貌
    6.2 Nb對(duì)裂紋擴(kuò)展行為的影響
    6.3 本章小結(jié)
第7章 全文結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
    個(gè)人簡(jiǎn)歷
    發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：4018728